BD91N01NUX-EVK-001 USB Type - C探测器评估板使用指南

在当今的电子设备中，USB Type - C接口因其便捷性和强大的功能而得到广泛应用。ROHM的BD91N01NUX - EVK - 001评估板为我们提供了一个很好的平台，用于评估USB Type - C探测器BD91N01NUX的性能。下面就为大家详细介绍这款评估板的相关信息。

文件下载：BD91N01NUX-EVK-001.pdf

一、概述

BD91N01NUX - EVK - 001实现了用于Sink的BD91N01NUX独立式Type - C探测器IC，并能与Source设备进行Type - C连接。该评估板通过VBUS电源供电，无需外部电源。它有一个Type - A插座，可从连接到VBUS的Type - C插座的Source设备获取电源。我们可以通过连接USB Type - A固定电缆或Type - A插头设备（如鼠标或USB记忆棒）来评估该评估板的Type - C功能。

评估板的工作条件

参数	最小值	典型值	最大值	单位	条件
Type - C插座上的VBUS电源	4.0	5.0	5.5	V
VDDIO电源	1.7	-	5.5	V
Type - A插座上的VBUS电源输出	4.0	5.0	5.5	V	由USB标准和连接的Source保证

二、评估板功能描述

1. 各部分功能介绍

编号	功能	丝印标识	描述	默认设置
1	Type - C插座	CN_USBC1	认证的USB Type - C插座，TID: 5,200,000,020，Dp1和Dp2以及Dn1和Dn2已短路，插入时无需考虑D +和D - 的极性。短路的Dp和Dn分别连接到CN_USBA1中的Dp和Dn	-
2	Type - A插座	CN_USBA1	USB Type - A插座	-
3	数字输出LED	LED1	TCC1输出，ON: TCC1 = H，OFF: TCC = L	-
	LED2	TCC0输出，ON: TCC0 = H，OFF: TCC = L	-
	LED3	ORIENT输出，ON: 通过CC2连接，OFF: 通过CC1连接或未连接	-
	LED4	SWMONI输出，ON: CN_USBA1中的VBUS开启，OFF: CN_USBA1中的VBUS关闭	-
4	USB 2.0信号端子	CN_1	4 - 1: GND；4 - 2: USB 2.0 / 1.x的D +信号；4 - 3: USB 2.0 / 1.x的D - 信号；4 - 4: CN_USBA1中的VBUS；4 - 5: Type - C插座外壳	-
5	数字信号和VDDIO电源端子	CN_2	5 - 1: TCC1；5 - 2: TCC0；5 - 3: ORIENT；5 - 4: SWMONI；5 - 5: 上述四个数字输出的IO电源VDDIO，通过RIO连接到CN_USB1中的VBUS，插入Source设备后自动为VDDIO供电	-

2. 评估板原理图

该评估板有其特定的原理图，通过它我们可以更清晰地了解其电路结构和信号走向。

三、操作顺序

1. 连接设备

准备好如AC适配器等Source设备，然后通过Type - C电缆将其连接到评估板上的Type - C插座。

2. 观察LED状态

连接后，LED1到LED4会根据Type - C连接状态亮起。不同的LED组合可以反映出不同的连接信息：	TCC1 (CN_2: 5 - 1)	LED1	TCC0(CN_2: 5 - 2)	LED2	描述
0V	OFF	0V	OFF	与Source断开连接/使用任何不合规电缆连接
0V	OFF	5V	ON	USB Type - C默认电流
5V	ON	0V	OFF	USB Type - C 1.5A
5V	ON	5V	ON	USB Type - C 3.0A

需要注意的是，TCC1和TCC0仅告知连接的Source设备的电流能力状态，评估板/BD91N01NUX不提供电流感应、电流限制和电流保护功能。

3. 确认电压

使用数字万用表确认通过CN1 4 - 4为Type - C插座提供的USB默认电压5V的标称电压。如果没有输出电压，可能存在以下问题：

• 评估板和BD91N01NUX没有对Source端感应到的电流能力进行电流监测和限制比较，Source设备可能因自身过流保护而停止提供VBUS电源。
• 无法从端口形状判断Type - C设备是Source设备还是Sink设备，连接的设备可能是Sink设备。
• BD91N01NUX可以检测特定的非标准Type - C电缆并阻止其连接，需要确认电缆是否具有USB - IF认证。
• 连接到Type - A插座的负载可能会导致突然的浪涌电流，Source设备可能因过流保护触发而进入锁定关闭状态，评估板对浪涌电流没有对策，需要在连接的负载侧（Type - A板侧）处理。
• 当CN_USBC1中的VBUS出现过电压时，评估板中的过电压保护会触发，关闭Pch - FET Q1，将CN_USBC1中VBUS的电源侧与CN_USBA1中VBUS的电源接收侧安全隔离，直到CN_USBC1上的施加电压释放（即拔掉CN_USBC1上的Source设备）。

四、使用的仪器和部件清单

1. 使用的仪器

编号	部件	制造商	型号 / 规格
1	评估板	ROHM	BD91N01NUX - EVK - 001
2	Type - C交流适配器	Nintendo	HAC - 002(JPN) 5V@1.5A / 15V@2.6A
3	Type - C电表	Miyoshi	USB Current Checker for Type - C STE - 02
4	带Type - A端子的电子负载	Kaumo	5V@0.15A到3.00A USB负载电阻（电子）负载可调音量URF1

2. 部件清单

评估板包含各种电子元件，如IC、FET、电容、电阻、连接器、LED和接触引脚等，每个元件都有其特定的型号和参数。

五、电路板布局和参考应用数据

1. 电路板信息

评估板的PCB有4层，材料为FR - 4，尺寸为20.3mm x 27.9mm x 1.6mmt，铜厚度为1oz（35μm）。

2. 参考应用数据

文档中给出了Type - C在启动和关闭时的波形图，通过这些波形图我们可以了解到在不同情况下评估板的工作状态。例如，在启动时，约8V的脉冲施加10μs后，OVP条件根据规格释放；在关闭时，脉冲宽度变宽，当约8V的脉冲施加27μs时，OVP条件锁定。

六、USB Type - C连接概述

USB Type - C与传统USB不同，没有与端口形状或电缆相关的主机/源或外设/接收器分配。Type - C电缆没有极性，每个连接设备通过CC（配置通道）信号上的电阻来唯一确定其数据角色（主机或外设）和电源角色（源或Sink）。

• 源设备：想要成为主机/源的设备最初会在CC上施加上拉电阻Rp，有三种类型的Rp电阻定义，分别对应USB标准中的默认电流、Type - C 1.5A和Type - C 3.0A。
• Sink设备：想要成为外设/Sink的设备最初会在CC上施加下拉电阻Rd。
• 连接判断：CC信号上的电压是由Rp和Rd分压得到的，主机/源在分压进入特定电压范围一定时间（最大200ms）后会找到连接并向VBUS提供5V电源。外设/Sink设备通过比较CC信号上的分压与Type - C标准中定义的三个电压范围，来确定源设备的电流能力。

BD91N01NUX评估板在插入插头时去除CC信号的去抖，确定这些电压范围，确定连接的主机/源设备的电流能力，并将结果输出到TCC1和TCC0端子。此外，Type - C可以实现翻转插拔，每个设备的插座都有CC1和CC2端子，电缆两端的插头只有一个CC端子相互连接，通过检测CC1或CC2上的分压可以检测插入插头的方向。

在实际设计和使用中，大家是否遇到过类似评估板使用时的问题呢？对于USB Type - C的连接机制，你还有哪些疑问？欢迎在评论区留言交流。